构建一种由缺氧反应元件(hypoxia responsive element, HRE)调控的单纯疱疹病毒胸苷激酶(herpes simplex virus-thymidine kinase, HSV-TK)基因的真核表达载体,观察HRE能否增强HSV-TK/GCV(gancyclovir,GCV)系统对乏氧环境中的人Ewing′s肉瘤细胞系SK-ES细胞的杀伤作用,为弥补放、化疗的不足,探索有效的治疗方法。
方法(1)将合成的HRE片断,插入到pIRES2-EGFP(pIRES2-EGFP)的双顺反子荧光蛋白报告基因的真核启动子的增强子部位,获得重组质粒pHRE;以PCR法扩增HSV-TK基因中TK基因片断,将其克隆到pIRES2-EGFP及pHRE的双顺反子荧光蛋白报告基因上游的多克隆位点,获得重组质粒pTK及pHRE-TK。(2)通过脂质体将pHRE-TK、pHRE、pTK及pIRES2-EGFP导入SK-ES细胞,分别在乏氧(O2浓度为3%)和富氧(O2浓度为21%)环境中培养,荧光显微镜观察报告基因增强性绿色荧光蛋白表达变化,并进行荧光吸光度分析;再予以GCV处理5 d后,用MTT法检测GCV对培养细胞的杀伤效果。
结果(1)测序结果证实,重组质粒pHRE含HRE片断,pTK及pHRE-TK含HSV-TK片断,均为单拷贝正向插入,序列正确。(2)对比各组细胞EGFP荧光吸光度值发现:①在乏氧环境中培养,pHRE和pHRE-TK组细胞荧光吸光度值高于在富氧环境培养的荧光吸光度值(P<0.01);②在乏氧环境培养,pHRE组和pHRE-TK组细胞荧光吸光度值高于pTK组和pIRES2-EGFP组(P<0.01);③在富氧环境培养的各组细胞之间荧光吸光度值差异无统计学意义(P>0.05)。(3)对比GCV对各组细胞杀伤效果发现:①在乏氧、富氧两种环境培养的pHRE-TK和pTK组细胞对GCV的敏感性均高于pHRE组细胞(P<0.01),敏感性随GCV浓度增加而增大;②在乏氧环境培养的pHRE-TK组细胞对GCV的敏感性高于pTK组(P<0.01),而在富氧环境中培养的pHRE-TK组与pTK组细胞对GCV的敏感性差异无统计学意义(P>0.05);③在乏氧环境培养的pHRE-TK组细胞对GCV的敏感性高于在富氧环境中培养的pHRE-TK组细胞(P<0.01);而在乏氧、富氧两种环境培养的pTK组细胞对GCV的敏感性差异无统计学意义(P>0.05)。
结论(1)成功地构建了含有HRE及HSV-TK基因片断的真核表达载体。(2)在缺氧的SK-ES细胞内,HRE使报告基因EGFP表达增强。(3)HRE能增强HSV-TK/ GCV系统对乏氧环境中的SK-ES细胞的杀伤效率。